Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu Untuk Pembuatan Kertas .docx

NATA DE CASSAVA Sebagai Bahan EDIBLE FILM Ramah Lingkungan Disusun untuk memenuhi tugas Mata kuliah Bioteknologi

Dosen Pengampu : Dr. Rizqi Puteri Mahyudin, S.Si., M.S NIP : 198708282012122001 Disusun Oleh : Wahyu Mahardika Subianto (H1E115046)

KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK LINKUNGAN BANJARBARU

2018

BAB I PENDAHULUAN I.1

Latar Belakang Plastik merupakan komodas penting yang dipergunakan dalam berbagai

kegiatan manusia sehari- hari. Plastik banyak digunakan untuk produk pengemas makanan. Data dari Deputi Pengendalian Pencemaran Kementerian Negara Lingkungan

Hidup

(KLH)

tahun

2008

menyebutkan,

setiap

individu

rata-

ratamenghasilkan 0,8 kilogram sampah dalam satu hari, dimana 15%-nya merupakan plastik.

Bahan makanan pada umumnya sangat sensitif dan mudah mengalami

penurunan kualitas karena faktor lingkungan, kimia, biokimia, dan mikrobiologi. Salah satu cara untuk mencegah atau memperlambat fenomena tersebut adalah dengan pengemasan yang tepat. Bahan pengemas yang dapat digunakan antara lain plastik, kertas, logam, dan kaca. Bahan pengemas dari plastik (material sintetis) banyak digunakan dengan pertimbangan ekonomis dan memberikan perlindungan yang baik dalam pengawetan. Penggunaan

material

sintetis

tersebut

berdampak

pada

pencemaran

lingkungan. Plastik akan menjadi sampah yang sulit terurai. “Plastik sintetis yang sering digunakan untuk bahan pengemas makanan adalah produk non-biodegrable sehingga sulit untuk diuraikan. Plastik yang banyak digunakan pada saat ini merupakan hasil sintesis polimer hidrokarbon dari minyak bumi yang terbatas jumlahnya dan tidak dapat diperbaharui, seperti polietilena (PE), polipropilena (PP), polistirena (PS), polivinil klorida (PVC) dan sebagainya.

Limbah plastik baru bisa terurai setelah 1.000 tahun. Dibandingkan dengan limbah kertas yang membutuhkan waktu sebulan untuk terurai. Oleh karena itu, saat ini dibutuhkan penelitian dalam bidang bioteknologi mengenai bahan pengemas yang dapat diuraikan (degradable). Salah satu produk tergolong plastik biodegradable yang dewasa ini banyak dikembangkan oleh para peneliti adalah edible film. Edible film merupakan alternatif unutuk menggantikan plastik karena bersifat biodegradable sekeligus bertindak sebagai barrier untuk mengendalikan uap air, O2, CO2, kehilangan volatile dan perpindahan lipid.

I.2 Tujuan Penulisan a.Mengetahui apa itu bioteknologi b.Mengetahui metode bioteknologi untuk mengatasi masalah lingkungan yaitu dengan pembuatan edible film dari Nata Da Cassava

BAB II PEMBAHASAN II.1 BIOTEKNOLOGI II.1.1 Pengertian Bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, Seorang Insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendiskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya. Beragam pengertian dikemukanan oleh berbagai ahli dan lembaga untuk menjelaskan makna bioteknologi. Bioteknologi berasal dari kata Bios : hidup; Teuchos: Alat; Logos; Ilmu sehingga bioteknologi diartikan

sebagai cabang ilmu yang mempelajari makhluk

hidup maupun produk dari makhluk hidup ( protein bioaktif, enzim, vitamin, asam basa organik, alkohol, dan lain lain) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa dalam meningkatkan kesejahteraan umum ( Nugroho & Dwi, 2017). Secara umum pengertian bioteknologi adalah : aplikasi dari organisme biologis, system dan proses, dalam industry barang dan jasa, untuk kepentingan manusia. Bioteknologi dapat dibedakan menjadi bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Proses fermentasi (yaitu pemecahan substansi organik kompleks menjadi lebih

sederhana

oleh

suatu

mikroorganisme) merupakan proses yang paling pembuatan

produk-produk

bioteknologi

enzim

banyak

yang

dihasilkan

dimanfaatkan

dalam

konvensional. Beberapa contoh hasil

Bioteknologi konvensional adalah bir, kecap, tempe, yoghurt, keju, roti dan donat. Sedangkan contoh produk bioteknologi modern misalnya tanaman transgenic, tanaman hasil kultur jaringan, makanan hasil rekayasa genetic (GM food), domba hasil cloning (Doli), bayi tabung dan lain-lain ( Purwaningsih dkk, 2009). II.1.2 Prinsip dan dasar Bioteknologi Segala sesuatu yang menggunakan jasad hidup atau produknya untuk menghasilkan barang dan jasa demi kemaslahatan manusia merupakan konsep dasar yang harus dipahami sebelum mempelajari cakupan bioteknologi secara luas. Prinsip dasar bioteknologi adalah adanya agen biologis (mikroba, enzim, sel hewan,sel tumbuhan), pendayagunanaan teknologi manipulasi DNA, produk dan jasa yang diperoleh, serta menggunakan berbagai disiplin ilmu yang saling berkaiatan.

Batasan yang diberikan oleh para ahli terdiri dari tiga bagian pokok, yaitu berkaitan dengan katalis biologis ( enzim) yang terbaik untuk fungsi tertentu atau proses (Agen biologis mikronba, enzim, sel tanaman, sel hewan), bagian kedua menciptakan (dengan konstruksi dan operasi teknis) kondisi terbaik untuk proses katalis

(pendayagunaan

secara

teknologis

dan

industrial),

dan

bagian

ketiga(pengolahan downstream) berkaitan dengan pemisahan dan pemurnian produk esensial atau produk dari proses fermentasi ( produk dan jasa yang diperoleh). Berdasarkan prinsip dan batasan cakupan bioteknologi, maka bioteknologi tidak lain adalah suatu proses yang unsur-unsurnya sebagai berikut : 1. Input yaitu bahan kasar yang akan diolah seperti, beras, anggur, kedelai. 2. Proses yaitu mekanisme pengolahan yang meliputi, proses penguraian atau penyusunan oleh agen hayati. 3. Output yaitu produk baik berupa barang dan atau jasa, seperti, alkohol, enzim, antibiotikam, hormon, pengolah limbah ( Nugroho & Dwi, 2017).

Input

Proses

Output

Gambar 1. Tiga unsur pokok bioteknologi

II..2.NATA DE CASSAVA Sebagai Bahan EDIBLE FILM Ramah Lingkungan II.2.1 Pengertian Penelitian ini mengkaji masalah biodegradasi bioplastik dari nata yang merupakan terobosan baru plastik ramah lingkungan karena kemampuannya terbiodegradasi dan mudah disintesis. Bahan baku pembuatan nata dari limbah organik yang berasal dari air perasan parutan singkong sangat melimpah dan mudah didapatkan. Sebagai contoh, singkong yang diolah menjadi bermacam-macam produk khususnya produk makanan dan tepung tapioka, dihasilkan limbah sekitar 2/3 bagian atau sekitar 75% dari bahan mentahnya. pengolahan itu disebut sebagai onggok.

Onggok merupakan ampas singkong yang biasa digunakan sebagai makanan ternak, namun saat ini onggok bekas pengolahan tepung tapioka hanya dibuang sia-sia. Bahan buangan ini dapat mencemari lingkungan, apalagi jika musim hujan, karena onggok

memiliki

bau yang

tidak

sedap. Selain limbah padat (onggok)

ternyata juga terdapat limbah cair hasil pencucian dan penyaringan singkong. Limbah tersebut juga hanya dibuang sia-sia di sekitar sungai terdekat. Kandungan serat, glukosa dan karbohidrat yang cukup tinggi dalam limbah organik yang digunakan dalam penelitian ini (singkong) dapat dimanfaatkan sebagai bioplastik yang ramah lingkungan. Dalam limbah organik tersebut masih banyak mengandung zat-zat yang terbuang sia-sia. Kandungan glukosa, karbohidrat dan serat (khususnya selulosa) merupakan komponen utama pembuatan nata, yang nantinya dapat digunakan untuk membuat film bioplastik. Bioplastik yang dihasilkan merupakan bio- plastik yang tahan lama namun mudah terurai oleh bakteri pengurai Edible film didefinisikan sebagai lapisan tipis yang melapisi bahan pangan, bersifat biodegradable, aman dikonsumsi dan berfungsi sebagai bahan pengemas produk. Edible film dapat menghambat kerusakan-kerusakan sehingga umur simpan produk dapat lebih lama. Kemasan ini telah banyak digunakan pada buah, sayur siap saji, produk farmasi, manisan, daging, unggas, dan seafood. Edible film berperan sebagai lapisan yang dapat didegradasi oleh bakteri dan terbuat dari sumber daya yang dapat diperbaharui. Selain itu edible film mem- berikan perlindungan yang unik dengan mengurangi transmisi uap air, aroma, dan lemak dari bahan pangan yang dikemas, hal tersebut merupakan karakteristik yang tidak didapatkan pada kemasan konvensional. Keunggulan bioplastik yang berasal dari limbah organik yaitu: ramah lingkungan, dapat langsung dikonsumsi bersama bahan makanan yang dikemasnya, dan bahan baku cukup melimpah. Urgensi (keutamaan) dari penelitian pembuatan bioplastik ini adalah dapat memberikan kontribusi terhadap pembaharu- an dan pengembangan ipteks, yaitu antara lain dapat memberikan informasi tentang cara pembuatan bioplastik ramah lingkungan, khususnya bentuk film sebagai bahan edible film organik

yang

berbasis

limbah

berasal dari rumah tangga. Penelitian sintesis bioplastik sebagai

bahan edible film dengan menggunakan bahan baku yang berasal dari limbah rumah

tangga

masih

jarang dilakukan, padahal bahan baku tersebut tersedia

dalam jumlah yang melimpah di Indonesia (Pratomo & Eli,2011).

II.2.2 Metode Pembuatan Alat :

Kompor gas, tabung gas, panci, saringan, stoples,

loyang,

stoples,

stoples, gelas Ukur 500 mL, pengaduk, pipet, ember, rak,

papan jemur, glossy plate, oven, laminar flow, autoclave, cawan petri, gelas kimia, Erlenmeyer, kawat oase, pembakar spirtus.

Bahan:

Air perasan parutan singkong, starter, cuka, urea, gula pasir, asam sulfat pekat, besi sulfat, etanol, natrium hidrosulfat, ammonium sulfat, natrium dihidrosulfat, magnesium sulfat, tripton, bacto agar, ekstrak ragi, aquadest, dan natrium klorida.

II.2.2.1 Langkah Pembuatan Bioplastik 1. Air perasan parutan singkong dibersihkan dari kotoran 2. Limbah organik tersebut selanjutnya direbus sampai mendidih 3. Dilakukan penambahan gula pasir sebanyak 2,5% dan urea 0,5% dari banyak- nya larutan. 4. Setelah mendidih, dilakukan penyaringan untuk mendapatkan sari dari bahan hasil perebusan. 5. Larutan yang sudah disaring didinginkan 6. Dilakukan penambahan starter Acetobacter xylinum (1 botol untuk 5 bak fermentasi ) dan asam asetat 0,75% dari larutan guna mempertahan- kan pH antara 3,0 - 4,0 7. Larutan hasil penyaringan difermentasikan dengan cara disimpan selama 2 hari. Setelah dua hari, nata siap dipanen. 8. Keringkan nata hingga diperoleh lembaran ( jangan terkena sinar matahari langsung) 9. Lembaran film dipotong-potong dan dicelupkan ke dalam etanol 70% pada ruang laminar flow. 10. Lembaran kemudian dikeringkan dan disimpan di dalam cawan petri steril dan disimpan dalam oven pada temperatur 70°C sampai benar-benar kering (untuk proses percobaan biodegradasi).

II.2.2.2 Langkah Percobaan biodegradasi 1. Membuat medium malka padat dengan cara : a. Menambahkan bacto agar

6 g dan (NH 4 ) 2 SO 4 sebanyak 0,4 g

ke dalam 400 mL akuades dalam labu erlenmeyer g ke dalam 400 mL akuades. b. Ditutup dengan kapas bebas lemak dan aluminium foil. c. Dilelehkan dan disterilkan dalam autoklaf pada temperatur 120°C, tekanan 15 psi selama 15 menit. d. Didinginkan sampai temperatur 60°C. e. Ditambahkan 8 mL larutan A (1 liter larutan yang mengandung 73,4 g Na 2 HPO 4 dan 32,4 g NaH 2 PO 4 pada pH 7,2). f.

Ditambahkan larutan B (20,5 g MgSO 4 .6H 2 O dilarutkan dalam air destilasi dan volume akhit dibuat 1 L).

g. 4 mL larutan C (1,83 g FeSO 4 .7H 2 O dilarutkan dalam air destilasi steril, kemudian 1

tetes

H 2 SO 4

pekat

ditambahkan

ke

dalamnya dan volume dibuat 1 L) ke dalam larutan bacto agar dalam ruang laminar flow. h. Dikocok sampai homogen. i.

Dipindahkan ke dalam beberapa cawan, masing-masing 25 mL per cawan.

j.

Setelah memadat disimpan dalam temperatur kamar

2. Proses degradasi bioplastik, menyiapkan lumpur aktif yang telah didiamkan beberapa jam hingga terpisah bagian padatannya di bawah, dan bagian cairannya di atas. 3. Mengambil bagian cairan dari lumpur aktif yang telah terpisah

dengan

padatannya. 4. Di dalam laminar flow dilakukan penuangan cairan kultur lumpur aktif ke dalam gelas kimia steril. 5. Film nata yang telah disterilkan terlebih dahulu. 6. Dicelupkan ke dalam kultur campuran. 7. Diletakkan dalam cawan petri yang berisi medium malka padat. 8. Dibiarkan dalam ruang 37°C selama 5 hari, 10 hari, 15 hari, dan 20 hari 9. Penggantian medium dilakukan setiap 5 hari sekali.

10. Dihentikan proses biodegradasi dengan mencelupkan film nata ke dalam etanol 70%. 11. Kemudian dicuci beberapa kali dengan menggunakan akuades. II.2.2.3 Hasil dan Pembahasan

Gambar 2 Film Nata de Cassava

Tabel 1. Sifat Fisik Nata de Cassava dari Limbah Rumah Tangga No 1 2 3 4

Sifat fisik

Nata de cassava

Bentuk Warna Transparan / tidak Tekstur

Lembaran kenyal berlapis-lapis Putih kekuningan Transparan Kenyal dan licin

Nata yang dihasilkan sebagai bahan dasar bioplastik bertekstur kenyal, licin, dan transparan. Ketebalan nata yang baik digunakan sebagai bahan dasar bioplastik adalah

nata

dengan

terbentuk akan terlalu

umur tebal

pemeraman dan

sulit

2-3 hari,

dikeringkan

selebihnya

nata

yang

untuk dijadikan bioplastik.

Berdasarkan hasil penelitian, tidak seperti nata de coco, nata yang dihasilkan dari air perasan parutan singkong berwarna putih kekuningan. Nata yang dihasilkan pada umumnya juga tidak sebaik nata yang dibuat dari nata de coco. berbeda untuk setiap jenis nata. Nata yang dapat digunakan sebagai bahan dasar bioplastik adalah nata yang memiliki

ketebalan

yang

merata

di

semua bagiannya serta tidak

bergelambir. Fisik berbentuk seperti plastik transparan hanya saja agak sedikit keruh. Bioplastik yang dihasilkan berwarna sedikit keruh karena pengaruh tumbuhnya jamur pada permukaan nata, hal ini dapat diatasi dengan mencuci bioplastik tersebut

dengan larutan alkohol 70%. %. Setelah dicuci dengan alkohol 70% bioplastik akan menjadisangat jernih dan transparan. Tabel 2. Pengamatan Fisik Film Nata de Cassava setelah Dibiodegradasi

Hari ke5

Pengamatan Film menjadi agak tebal kembali, warna film menjadi putih, terdapat beberapa bagian yang berlubang berwarna hitam.

10

Lubang menjadi semakin banyak.

15

Film menjadi sangat lunak dan hancur

20

Film sudah terbiodegradasi sempurna

Gambar 3. Film Nata de Cassava sesudah Biodegradasi dalam Lumpur Aktif selama 15 Hari (Kiri) dan 20 Hari (Kanan)

Pada Tabel 2 ditunjukkan keadaan film nata setelah mengalami biodegradasi pada selang waktu tertentu. Pada bio- degradasi selama 5 hari, keadaan film nata yang berlubang dan berwarna hitam. Pada biodegradasi selanjutnya lubang menjadi bertambah banyak, kemudian film sangat lunak dan lama kelamaan film hancur atau terbiodegradasi secara sempurna (Gambar 3 ).

BAB III KESIMPULAN 1. Secara umum pengertian bioteknologi adalah aplikasi dari organisme biologis, system dan proses, dalam industry barang dan jasa, untuk kepentingan manusia. Bioteknologi secara umum memiliki konsep input, proses, dan output. 2. Edible film dari bahan Nata de cassava berasal dari air parutan singkong yang difermentasi, kemudian dengan starter bakteri Acetobacter xylinu. Edible film ini bersifat ramah lingkungan karena dapat terurai dalam waktu sekitar 20 hari menurut

hasil

percobaan.

Edible

film

ini

dapat

pemnbungkus makananan yang ramah lingkungan.

digunakan

sebagai

DAFTAR PUSTAKA

Nugroho, E,D. Dwi ,A,R.2017. Pengantar Bioteknologi (Teori dan Aplikasi). Deepublishj Publishe : Yogyakarta Rofikah. Dkk. 2014. Pemanfaatan Pektin Kulit Pisang Kepok (Musa paradisiaca Linn) Untuk Pembuatan Edible Film. Indonesian journal of chemical scien.3. (1) Pratomo, H. ,Eli.H. 2011. Bioplastik Nata De Cassava Sebagai Bahan Edible Film Ramah Lingkungan. Jurnal Penelitian Saintek. 16.(2). Lazuardi, P.G., Sari, E,C. 2013. Pembuatan Dan Karakterisasi Bioplastik Berbahan Dasar Kitosan Dan Pati Singkong Dengan Plasticizer Gliserol. UNESA Journal of Chemistry.2. (3)